DE10313649A1

DE10313649A1 - Leichtbauelement

Info

Publication number: DE10313649A1
Application number: DE2003113649
Authority: DE
Inventors: Manfred Goetz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-03-26
Filing date: 2003-03-26
Publication date: 2004-10-28
Also published as: DE20307574U1

Abstract

Es wird ein Leichtbauelement für den insbesondere modularen Aufbau von Auf- und Vorbauten, insbesondere Fassendenelement, Verkleidungselement, Trennwandelement, Fußboden- oder Deckenelement, Tisch-, Ablage- oder Arbeitsplatte, mit mindestens einem ebenen Flächenbereich (5) und Befestigungselementen (11, 12) zur Anbringung an einer Unterkonstruktion (9) beschrieben. Um ein bei geringem Gewicht stabiles Leichtbauelement (1) vorzusehen, bei dem das Entstehen welliger Oberflächen auch bei großen glatten Oberflächen vermieden wird, ist das Leichtbauelement (1) auf der innenliegenden Seite des ebenen Flächenbereichs (5) mit einer Wabenstruktur (8) verstärkt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leichtbauelement, vorzugsweise aus Blech, für den insbesondere modularen Aufbau von Auf- und Vorbauten, das insbesondere als Fassadenelement, auch nach dem Prinzip einer hinterlüfteten Fassade, als Verkleidungselement, als Trennwandelement, als Fußboden- oder Deckenelement, als Tisch-, Ablage- oder Arbeitsplatte oder als dgl. Bauelement Verwendung finden kann. Ein solches Leichtbauelement weist mindestens einen ebenen Flächenbereich auf und ist zur Anbringung an einer Unterkonstruktion mit Befestigungselementen versehen.

Derartige Leichtbauelemente sind beispielsweise als kassettenförmige Fassadenelemente bekannt, die eine ebene, insbesondere plane Oberfläche aufweisen und in einer Unterkonstruktion mit einem an einer Außenwand befestigten Wandhalter und einem entsprechenden Trägerteil zur Verkleidung der Außenfassade in das Trägerteil eingehängt werden können. Ihre Stabilität beziehen derartige Verkleidungselemente aus entsprechend dicken Materialstärken von in der Regel mehreren Millimetern, wobei für die Verkleidung häufig Bleche aus Edelstahl oder Aluminium eingesetzt werden. Aufgrund der vergleichsweise hohen Materialdicken ist die Fertigung derartiger Bauelemente aufwendig und kostenintensiv. Ferner haben die fertigen Bauelemente ein vergleichsweise hohes Gewicht, das sowohl beim Transport als auch bei der Anbringung an der Fassade nachteilig ist.

Insbesondere bei Bauelementen mit vergleichsweise großen ebenen Flächen, beispielsweise planen Kassetten, ist die Verwendung dünnerer Bleche nicht möglich, weil diese bei der Verarbeitung eine wellige Struktur erhalten ("Schüsseln"). Bei den häufig auch reflektierenden Fassadenplatten ist dies jedoch aus optischen Gründen nicht akzeptabel. Zudem kann für viele Anwendungen keine ausreichende Stabilität erreicht werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Leichtbauelement der eingangs genannten Art vorzusehen, das bei geringerem Gewicht stabil ist und bei dem das Entstehen welliger Oberflächen auch bei großen ebenen Oberflächen vermieden wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass das Leichtbauelement auf der innenliegenden, d. h. im montierten Zustand nicht sichtbaren und normalerweise die Befestigungselemente aufweisenden Seite des ebenen Flächenbereichs mit einer Wabenstruktur verstärkt ist. Aufgrund dieser stabilisierenden Wabenstruktur ist es möglich, für das Leichtbauelement auch bei großen ebenen Flächenbereichen wesentlich dünnere Bleche oder andere Materialien, wie bspw. Kunststoffe, Faserstoffe oder dgl., in geringer Materialstärke zu verwenden, welche durch die auf der einen Seite des ebenen Flächenbereichs aufgebrachten Waben ausreichend versteift werden. Bei diesem Aufbau der Leichtbauelemente tritt auch ein Schüsseln der Materialien nicht ein. Im Vergleich zu der Verwendung dickerer Bleche kann durch die materialsparende Wabenstruktur also eine besonders hohe Stabilität und optische Qualität bei gleichzeitiger Gewichtsverringerung erreicht werden. Dabei kann die Wabenstruktur insbesondere aus einem anderen, besonders leichten Material gefertigt sein als das Leichtbauelement.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine große Flexibilität bei der Fertigung der Leichtbauelemente erreicht, wenn ein separates Wabenelement mit der Wabenstruktur in der Größe an den ebenen Flächenbereich des Leichtbauelements angepasst und mit dem Leichtbauelement durch geeignete Befestigungsmittel verbunden ist. Durch das nachträg liche Aufbringen der separaten Wabenelemente können für die Herstellung der Leichtbauelemente beliebige herkömmliche Fertigungsmethoden verwendet werden, die für das jeweilige Material besonders geeignet sind. Die Wabenstruktur wird dann der Form des Leichtbauelements so angepasst, dass der ebene Flächenbereich des Leichtbauelements auf der nicht sichtbaren Innenseite des Leichtbauelement durch die formgenau angepasste Wabenstruktur von hinten unterstützt wird und ein Schüsseln dieser Bereiche ausgeschlossen werden kann. Bei den ebenen Flächenbereichen kann es sich sowohl um plane Flächen, beispielsweise kassettenförmige Fassadenelemente, aber auch um in einem vorgegebenen Radius, beispielsweise rund oder ellipsenförmig gebogene Leichtbauelemente, wie Trennwände oder Verkleidungen, handeln. In letzterem Fall ist eine an die Rundung angepasste Wabenstruktur zu verwenden.

Eine besonders hohe Stabilität kann dadurch erreicht werden, dass die Längsachse der Waben parallel zur Normalen des ebenen Flächenbereichs des Leichtbauelements ausgerichtet ist. Dann stehen die Begrenzungswände der Waben senkrecht auf der Oberfläche des Leichtbauelements auf und steifen das Material besonders gut aus. Die Dicke der aufgebrachten Wabenstruktur kann an die für den jeweiligen Einsatzzweck benötigte Stabilität angepasst sein, wobei die Stabilität mit wachsender Wabenhöhe zunimmt.

Im Hinblick auf die Verarbeitung der Wabenstruktur und deren Aufbringen auf die Oberfläche des Leichtbauelements hat es sich erfindungsgemäß als vorteilhaft erwiesen, wenn die Wabenstruktur bzw. das Wabenelement auf der Ober- und/oder Unterseite eine die Waben abschließende Deckplatte aufweist. Dies trägt zusätzlich zur Stabilität der Wabenstruktur bei. Wenn das Leichtbauelement beispielsweise als Fassaden- und Verkleidungselement im Außenbereich eingesetzt wird, können durch das Verschließen der Wabenstruktur zusätzlich Schmutzablagerungen und Feuchtigkeit durch Kondensat in den Waben sowie das Einnisten von Insekten oder anderen Tieren vermieden werden.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Leichtbauelements weisen die Waben im Querschnitt eine hexagonale oder eine pentagonale Wabenstruktur auf. Diese Wabenstruktur erzeugt eine besondere Stabilität. Erfindungsgemäß können jedoch auch andere Wabenstrukturen oder Kombinationen verschiedener unterschiedlicher Wabenstrukturen, beispielsweise eine Kombination von mehreckigen und runden Waben, eingesetzt werden.

Vorzugsweise ist das gesamte Wabenelement bzw. die Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung aus Aluminium und/oder Faserstoffen, insbesondere Aramid- oder Glasfaser, gebildet. Diese oder vergleichbare andere Werk- oder Verbundstoffe sind besonders leicht und stabil, so dass sie sich hervorragend zur Verstärkung der Leichtbauelemente eignen.

Dabei kann das Wabenelement bzw. die Wabenstruktur erfindungsgemäß aus einem anderen, vorzugsweise leichteren Werkstoff als das Leichtbauelement gefertigt sein. Das Leichtbauelement kann erfindungsgemäß insbesondere aus Blech hergestellt sein. Dafür kommen vorzugsweise Edelstahl, Aluminium, Kupfer, Titan oder ein Verbund dieser Werkstoffe untereinander oder mit anderen Materialien in Frage. Die Verwendung des jeweils eingesetzten Blechs sollte dabei erfindungsgemäß auf den Einsatzzweck abgestimmt werden. Daher können anstelle der genannten Materialien auch andere Bleche oder Blechverbundmaterialien zur Herstellung der Leichtbauelement verwendetet werden, bspw. spezielle Designbleche.

Die verwendete Blechstärke liegt gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise in einem Bereich zwischen 0,5 und 1 mm. Dieser Stärkenbereich lässt sich einfach und günstig verarbeiten und führt im Vergleich zu dickeren Blechstärken im Bereich einiger Millimeter zu einer erheblichen Gewichtsersparnis. Die Materialstärke kann jedoch je nach Einsatzzweck und Material gemäß der vorliegenden Erfindung entsprechend angepasst werden. Insbesondere für Fußböden- oder Deckenelemente sowie Wandelemente in Verkehrszonen, die – wie beispielsweise in Bahnhöfen – auch Vandalismus ausgesetzt sind, kann es auch vorteilhaft sein, größere Materialstärken zu verwenden.

Als Befestigungsmittel für die Wabenstruktur bzw. das Wabenelement können gemäß der vorliegenden Erfindung geeignete Kleber oder mechanische Halter eingesetzt werden, durch die die Wabenstruktur fest mit dem Blech verbunden ist. Besonders vorteilhaft ist eine Kombination aus Kleben und Festklemmen. Durch das Kleben wird eine gleichmäßige flächige Verbindung zwischen der Wabenstruktur bzw. dem Wabenelement und dem Leichtbauelement erreicht. Das Festklemmen sichert die eingesetzte Wabenstruktur zusätzlich mechanisch vor dem Herausfallen, wenn der Kleber beispielsweise durch mechanische Belastungen die Waben nicht mehr an dem Leichtbauelement festhält. Durch diese Kombination wird also die Montagesicherheit erhöht.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Leichtbauelement in Kassettenform mit einer planen Oberfläche und abgewinkelten Seiten ausgebildet. Diese Struktur ist besonders für einen modularen Aufbau geeignet, da auf diese Weise beliebig viele Leichtbauelemente einfach aneinandergefügt werden können. Diese können an den abgewinkelten Seiten auch miteinander verbunden werden, um eine großflächige Steifigkeit zu erreichen. Diese kassettenförmigen Leichtbauelemente weisen normalerweise eine große plane Oberfläche auf. Es können jedoch auch andere Formen von Leichtbauelementen verwendet werden, die plane oder gewölbte, vorzugsweise glatte Oberflächen haben. Auch für diesen Fall ist die erfindungsgemäße Versteifung der ebenen Flächenbereiche durch auf der innenliegenden Seite der Fläche aufgebrachte Waben in flexibler Weise anwendbar.

Erfindungsgemäß können die Leichtbauelemente durch entsprechende Behandlung auch eine besondere Oberflächenstruktur aufweisen. Dafür kommen insbesondere Lackieren, Eloxieren, Elektropolieren, Beizen, Färben und/oder Pulverbeschichten in Frage. Außerdem können die ebenen Oberflächen mit einer bestimmten Struktur versehen sein, um besondere optische Effekte zu erreichen oder bestimmte Sicherheitsanforderungen, bspw. Rutschhemmung durch einen rauen Schliff oder Noppenprägung zu erfüllen. Derartige Strukturen können als Löcher, eingeprägte Streifen, aufgeraute Oberflächen, Noppen oder dgl. Muster vorgesehen werden. Insbesondere können auch speziell vorgefertigte Designbleche aus unterschiedlichen Materialien eingesetzt werden.

Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich in beliebiger Kombination Teil der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.

Es zeigen:
1 ein kassettenförmiges Leichtbauelement gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ein erfindungsgemäßes Wabenelement zur Verstärkung des Leichtbauelements gemäß 1;
3 die Unterkonstruktion zur Aufhängung eines erfindungsgemäßen Leichtbauelements gemäß 1;
4 einen Träger der Unterkonstruktion;
5 einen Wandhalter der Unterkonstruktion;
6 einen erfindungsgemäßen Halter für das Wabenelement und
7 die Montage des Halters gemäß 6 in einem Leichtbauelement mit Wabenelement.
1 stellt ein kassettenförmiges Leichtbauelement 1 aus einem Edelstahl-Blech mit nach hinten abgewinkelten Seiten 2, 3 und 4 dar. Die Längsseiten 2 sind von dem eine plane Oberfläche bildenden ebenen Flächenbereich 5 rechtwinklig abgebogen. Die untere Seite 3 und die obere Seite 4 sind derart abgewinkelt, dass sie bei übereinander angeordneten Leichtbauelementen 1 überlappen, um eine Fugenbildung zwischen den Leichtbauelementen und die Befestigung optisch zu verstecken sowie insbesondere bei in Außenbereichen angebrachten Leichtbauelementen 1 den Eintritt von Spritzwasser zu vermeiden und einen kontrollierten Wasserablauf zu erreichen. Die zwischen den nach hinten abgewinkelten Seiten 2, 3 und 4 eingeschossene Fläche bildet die Innenseite des ebenen Flächenbereichs 5.
Auf der Innenseite des ebenen Flächenbereichs 5 ist das Blech des Leichtbauelements 1 mit einem sich über den gesamten ebenen Flächenbereich 5 erstreckenden Wabenelement 6 verstärkt, das in 2 dargestellt ist. Das Wabenelement 6 weist auf der Ober- und der Unterseite eine Deckplatte 7 auf, welche eine aus hexagonalen Waben bestehende Wabenstruktur 8 abschließt. Die Wabenstruktur 8 und die Deckplatte 7 des Wabenelements 6 sind aus einem Faserstoff aus Kunststoff wie Aramid aufgebaut. Ein erfindungsgemäßes Wabenelement 6 zur Verstärkung eines Leichtbauelements 1 kann jedoch auch aus anderen Materialien, beispielsweise Aluminium, Glasfaser oder sonstigen, dem Fachmann bekannten Werkstoffen gebildet sein, die vorzugsweise leicht sind und ein stabiles Wabenelement bilden. Zur Verstärkung des Blechs im Bereich des ebenen Flächenbereichs 5 ist die eine Deckplatte 7 des Wabenelements 6 auf die Innenseite des Flächenbereichs 5 aufgeklebt.
Dieser Aufbau der Leichtbauelemente 1 kann 3 entnommen werden. Dort sind 2 Leichtbauelemente 1 mit ihren nebeneinanderliegenden Längsseiten 2 im Querschnitt dargestellt, die in einer Unterkonstruktion 9 an einer Wand 10 befestigt sind. Auf der innenliegenden, im montierten Zustand nicht sichtbaren Seite des ebenen Flächenbereichs 5 ist je ein Wabenelement 6 flächig aufgeklebt, so dass das Blech des Leichtbauelements 1 über den gesamten ebenen Flächenbereich 5 durch die Wabenstruktur 8 des Wabenelements 6 stabilisiert wird. Dadurch wird ein Schüsseln des Blechs im Bereich der äußeren Oberfläche des Leichtbauelements 1 vermieden, das beispielsweise zu unerwünschten Reflektionen auf der Oberfläche des Leichtbauelements 1 führt. Zusätzlich zu dem als Befestigungsmittel dienenden Kleber, mit dem das Wabenelement 6 auf dem Blech des Leichtbauelements 1 angeklebt ist, wird das Wabenelement 6 auf der Innenseite des Flächenbereichs 5 durch einen abgewinkelten Halter 11 als weiteres Befestigungsmittel gehalten. An diesem Halter 11 ist ein Bolzen 12 vorgesehen, mit dem das Leichtbauelement 1 in einem im wesentlichen U-förmigen Träger 13 befestigt werden kann. Wie 4 zu entnehmen ist, weist der Träger 13 dazu im vorgegebenen Abstand eingebrachte Schlitze 14 auf, die so geformt sind, dass der Bolzen 12 des Halters 11 sicher eingehängt werden kann. Zur Befestigung des Trägers 13 an der Wand 10 ist ein weiterer, in 5 beispielhaft dargestellter Wandhalter 15 vorgesehen. Auch dieser weist eine U-Form auf und kann den Träger 13 zwischen seine beiden U-förmigen Schenkel aufnehmen.
Der Halter 11 zum Festklemmen des Wabenelements 6 ist L-förmig ausgebildet, wobei der erste Schenkel 16 im montierten Zustand des Halters 11 an dem Wabenelement 6 anliegt und dieses gegen die Innenseite des ebenen Flächenbereichs 5 drückt. Gehalten wird der Halter 11 in dem Leichtbauelement 1 durch seinen zweiten Schenkel 17, der von innen an einer Längsseite 2 des Leichtbauelements 1 anliegt und in eine äußere Randumkantung 18 der Längsseite 2 des Leichtbauelements 1 eingesteckt ist. Dazu ist diese Randumkantung 18 der Längsseite 2 nach innen umgebogen.
6 zeigt den L-förmigen Halter 11 mit dem an dem zweiten Schenkel 17 befestigten Bolzen 12 im Detail.
Wie 7 zu entnehmen ist, wird der Halter 11 in dem Leichtbauelement 7 derart montiert, dass das freie Ende des zweiten Schenkels 17 des Halters 11 unter die Randumkantung 18 gesetzt und der Halter 11 durch Einkippen in der Randumkantung 18 festgeklemmt wird, bis der zweite Schenkel 17 an der Längsseite 2 des Leichtbauelements und der erste Schenkel 16 an dem Wabenelement 6 anliegt. Dazu weist der Schenkel 17 gerade die Länge auf, die der Höhe der Innenseite der Längsseite 2 abzüglich der Höhe des Wabenelements 6 entspricht. Auf diese Weise wird das Wabenelement 6 durch den befestigten Halter 11 zusätzlich festgeklemmt und gesichert.
Durch das erfindungsgemäße Leichtbauelement 1, bei dem das Blech oder sonstige Material eines ebenen Flächenbereichs durch eine innenliegende Wabenstruktur verstärkt ist, ist es möglich, unter wirtschaftlichen und fertigungstechnischen Gesichtspunkten leichte, belastbare und einfach zu verarbeitende Leichtbauelemente herzustellen, die eine besonders ebene Oberfläche aufweisen und sich daher besondern gut für optisch anspruchsvolle Fassaden und Verkleidungselemente eignen. Diese Vorzüge kommen auch bei der Verwendung des Leichtbauelements für Trennwandelemente, Fußböden- oder Deckenelemente, Tisch-, Ablage- oder Arbeitsplatten zur Geltung. Aufgrund der Leichtigkeit und der besonderen Stabilität dieser Leichtbauelemente ist auch ein Einsatz für den Maschinen-, Industrie- und Anlagenbau sowie für die chemische Industrie möglich.

1: Leichtbauelement
2: Längsseiten
3: untere Seite
4: obere Seite
5: ebener Flächenbereich
6: Wabenelement
7: Deckplatte
8: Wabenstruktur
9: Unterkonstruktion
10: Wand
11: Halter
12: Bolzen
13: Träger
14: Schlitze
15: Wandhalter
16: erster Schenkel
17: zweiter Schenkel
18: Randumkantung

Claims

Leichtbauelement für den insbesondere modularen Aufbau von Auf- und Vorbauten, insbesondere Fassendenelement, Verkleidungselement, Trennwandelement, Fußboden- oder Deckenelement, Tisch-, Ablage- oder Arbeitsplatte, mit mindestens einem ebenen Flächenbereich (5) und Befestigungselementen (11, 12) zur Anbringung an einer Unterkonstruktion (9), dadurch gekennzeichnet, dass das Leichtbauelement (1) auf der innenliegenden Seite des ebenen Flächenbereichs (5) mit einer Wabenstruktur (8) verstärkt ist.
Leichtbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein separates Wabenelement (6) mit der Wabenstruktur (8) in der Größe an den ebenen Flächenbereich (5) des Leichtbauelements (1) angepasst und mit dem Leichtbauelement (1) durch Befestigungsmittel (11) verbunden ist.
Leichtbauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse der Waben parallel zur Normalen des ebenen Flächenbereichs (5) ausgerichtet ist.
Leichtbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wabenstruktur (8) auf der Ober- und/oder Unterseite eine die Waben abschließende Deckplatte (7) aufweist.
Leichtbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Waben eine hexagonale oder eine pentagonale Struktur aufweisen.
Leichtbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wabenstruktur (8) aus Aluminium und/oder Faserstoffen, insbesondere Glasfaser, gebildet ist.
Leichtbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leichtbauelement (1) aus Blech, insbesondere aus Edelstahl, Aluminium, Kupfer und/oder Titan besteht.
Leichtbauelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechstärke zwischen 0,5 und 1 mm liegt.
Leichtbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wabenstruktur (8) durch Kleben und/oder Festklemmen mit dem Leichtbauelement (1) verbunden ist.
Leichtbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leichtbauelement (1) in Kassettenform mit einer planen Oberfläche und abgewinkelten Seiten (2, 3, 4) ausgebildet ist.
Leichtbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ebene Flächenbereich (5) durch entsprechende Behandlung, insbesondere Lackieren, Eloxieren, Elektropolieren, Beizen, Färben, Schleifen, Noppen und/oder Pulverbeschichten, eine besondere Oberflächenstruktur aufweist.